BIOLOGIA APPLICATA E BIOTECNOLOGIE AGRARIE

12 La terapia genica

La terapia genica, un termine entrato in uso negli anni '70 del Novecento, è la tecnica che consente di curare una malattia fornendo all’organismo i geni di cui è privo o sostituendo quelli malati. Il metodo è completamente diverso anche concettualmente dall’approccio terapeutico tradizionale, in cui la malattia viene debellata per somministrazione di uno o più farmaci che vanno a modificarne i sintomi. Nel caso della terapia genica, grazie ai progressi dell’ingegneria genetica, si cerca di trasferire geni di un organismo in un altro per correggere o attivare in modo permanente la funzione che era venuta a mancare o per sopprimerne una errata.
Il gene inserito nel patrimonio genetico della cellula viene definito transgene. Per veicolare il transgene al bersaglio sono necessari dei vettori. Esistono due grandi categorie di vettori che consentono il trasferimento genico: i vettori non virali, che si basano sull’uso di DNA, da solo o complessato a molecole che ne facilitino l’ingresso nella cellula; e i vettori virali, che si basano sull’utilizzo di virus opportunamente modificati, in modo da poter veicolare il loro genoma all’interno delle cellule bersaglio senza produrre la malattia. I vettori attualmente utilizzati sono derivati da retrovirus, virus adenoassociati, adenovirus e herpes virus.
I primi due integrano il loro genoma nei cromosomi della cellula.
Le vie per l’introduzione del vettore sono due:
1.  in vivo: il metodo è ancora in via di sviluppo e consisterebbe nell’introdurre i geni per mezzo di vettori “intelligenti" che, iniettati direttamente nella circolazione sanguigna, andrebbero a raggiungere le cellule bersaglio in cui deve essere sostituito il gene;
2.  ex vivo: dopo aver rimosso alcune cellule del paziente si mettono in contatto, in laboratorio, con il vettore contenente il nuovo gene affinché avvenga l’inserzione. Le cellule “corrette verranno reintrodotte nel paziente.

La ricerca per la realizzazione della terapia genica ha finora lavorato solo su cellule somatiche e non su quelle germinali, evitando così manipolazioni che sarebbero trasmissibili per via ereditaria. La maggior parte delle sperimentazioni cliniche di terapia genica riguarda il cancro e l’AIDS, anche se nell’uomo l’inserzione mirata di un gene non è ancora stata realizzata. Fino ad ora si è solo aggiunto un gene utile a un tipo di cellule per compensare una versione mancante o non funzionante. Fra le malattie genetiche finora studiate ci sono la fibrosi cistica (che colpisce i polmoni), la distrofìa muscolare, l’ipercolesterolemia familiare che porta all’arteriosclerosi precoce. Finora l’esempio tipico di una patologia trattata con successo attraverso la terapia genica è la SCIDADA (immunodeficienza grave combinata da carenza di adenosina deaminasi), una malattia ereditaria monogenica che compromette gravemente il sistema immunitario.


Metodi di inserimento di geni nelle cellule. La freccia rossa indica il metodo in vivo. La freccia verde indica il metodo ex vivo.

Verifiche

Domande a risposta aperta
Rispondi alle seguenti domande
1.    Per colture in vitro si intende quell’insieme di tecniche utili a mantenere in vita cellule isolate o frammenti di tessuto. Qual è il vantaggio di queste tecniche?
2.    Quale metodologia viene utilizzata per ottenere colture in vitro vegetali?
3.    Cosa sono e a cosa servono le colture cellulari animali?
4.    Cosa sono le cellule staminali?
5.    Quale sarà il futuro degli ibridomi?
6.    Cosa sono gli anticorpi monoclonali?
7.    La clonazione è la riproduzione asessuata di organismi unicellulari, perché si parla di clonazione anche per organismi pluricellulari?
8.    Come avviene la clonazione delle piante?
9.    Come avviene la clonazione degli animali?
10.   Cosa è la PCR e come si applica?
11.   Cosa si intende per ingegneria genetica e come si attua?
12.   Cosa sono DNA eRNA antisenso?
13.   Quale è la funzione dei vettori genici ?
14.   Quali sono i vettori genici?
15.   Cosa si intende per clonaggio?
16.   Cosa è il sequenziamento?
17.   A cosa servono le sonde molecolari?
18.   Cosa è una libreria genica?

Scegli la risposta esatta
1.    Una cellula ricombinante è una cellula
- che si è combinata con un'altra
- con DNA modificato
- che si è combinata due volte con un'altra
2.    Le forbici molecolari sono
- enzimi che tagliano il DNA in sequenze definite
- enzimi che tagliano le molecole
- forbici che tagliano le molecole
3.    La funzione di vettore può essere svolta da  - plasmidi, batteriofagi, virus
- plasmidi, batteriofagi, batteri
- virus, batteriofagi, batteri
4.    Si lavora sul
- DNA cellulare - RNA 
- DNA duplex
5.    Le specifiche sequenze di basi azotate che vengono lette in entrambi i sensi senza cambiare il significato sono
- palindromi
- cDNA 
- geni
6.    L’enzima che permette di copiare il gene desiderato è
- la trascrittasi inversa
- la ligasi
- la polimerasi
7.    L’enzima che salda le estremità del gene è - la trascrittasi inversa
- la ligasi
- la polimerasi
8.    Le cellule ricombinanti contengono  - DNA
- mRNA
- DNA duplex
9.    Le sequenze di nucleotidi identiche nelle due parti del gene sono
- palindromi
- esoni 
- subdromi
10.    Nella clonazione animale si sostituisce il nucleo di un ovulo non fecondato con il nucleo di una cellula
- embrionale
- somatica 
- gamete
11.    Quali fra i seguenti sono enzimi di restrizione?
- DNApolimerasi
- Endonucleasi 
- Ligasi
12.    Il sequenziamento è una tecnica che serve a  - stabilire l'ordine delle basi di un frammento di DNA
- replicare un frammento di DNA
- facilitare l'ingresso delle macromolecole

Rispondi con Vero/Falso
1. L’anticorpo monoclonale è antagonista di un ben preciso antigene.........V F
2. La clonazione è la sostituzione di
geni malati con geni sani o l’introduzione di geni mancanti.................V F
3. L’enzima che consente di riconoscere
il gene codificante la proteina
desiderata è trascriptasi codificante.......................................V F
4. Gli oligonucleotidi antisenso sono frammenti di DNA......................V F
5. Il DNA ingegnerizzato è detto ricombinante...............................V F
6. Le colture di protoplasti riguardano le cellule animali..................V F
7. Le cellule staminali adulte sono totipotenti.............................V F
8. Gli ibridomi hanno le stesse caratteristiche dei genitori................V F
9. La clonazione animale si ottiene in due modi.............................V F
10. La clonazione replica la struttura
genetica dell’animale da cui è stata
prelevata la cellula per riprodurre un clone................................V F
11. L’introduzione di vettori ricombinanti
in un eucariota è detta trasfezione.........................................V F
12. La tecnica della PCR permette di
ottenere moltissime copie del gene
e delle regioni a monte e a valle di questo.................................V F
13. Il fago l è un plasmide.................................................V F
14. La molecola di DNA ricombinante è chimerica.............................V F

Cancella l'intruso
1. Gli enzimi nell’ingegneria genetica sono
- cNA
- ligasi
- enzimi di restrizione
2. I vettori
- sono struttura di DNA in grado di penetrare in una cellula
- servono a trasferire frammenti di DNA estraneo in una nuova cellula
- sono cellule prive di DNA
3. Gli oligonucleotidi antisenso
- catturano l’mRNA
- formano zone di duplex artificiale o ibrido
- formano il cDNA
4. L’ibridoma ottenuto dall’unione di una cellula tumorale e di un linfocita B
- conserva la capacità di riprodursi della cellula tumorale
- conserva la capacità di produrre anticorpi
- ha proprietà nuove
5. Gli oligonucleotidi antisenso possono essere utilizzati per fabbricare nuovi farmaci con azione
- antitumorale
- antibiotica
- antivirale
6. Il ciclo vitale di un batteriofago può essere
- Litico
- Lisogenico
- Ligasico

BIOLOGIA APPLICATA E BIOTECNOLOGIE AGRARIE
BIOLOGIA APPLICATA E BIOTECNOLOGIE AGRARIE
GENETICA, TRASFORMAZIONI, AGROAMBIENTE